4.4 Teras: struktur berhierarki lautan gentian berketumpatan tinggi

Laman Utama ／ Bab 4: Lohong hitam

Di dalam teras lubang hitam tidak wujud kehampaan. Yang ada ialah satu “lautan” gentian yang sangat padat dan sentiasa bergelodak. Jalur ricih dan titik kilat akibat penyambungan semula muncul di merata tempat. Gentian berulang kali cuba berpintal menjadi bentuk yang stabil, namun jarang bertahan lama; lazimnya ia muncul seketika sebagai zarah tidak stabil lalu terlerai. Setiap peleraian menabur gangguan latar jalur lebar beramplitud rendah yang kembali mengocak medium dan mengekalkan keadaan “mendidih”. Gangguan ini sekaligus ialah hasil segera daripada pendidihan dan bahan bakar yang menyuapkannya.

I. Gambaran asas: sup pekat, ricih, dan titik kilat

• Sup pekat: Ketumpatan gentian yang melampau menjadikan aliran bersifat likat dan anjal pada masa yang sama; keseluruhan medium berasa berat dan beralun seperti “sup pekat”.
• Jalur ricih: Lapisan nipis bersebelahan bergerak pada kelajuan berbeza, lalu membentuk wilayah ricih yang memanjang. Di sinilah tegangan mudah terkumpul dan peleraian struktur sering tercetus.
• Titik kilat penyambungan semula: Berhampiran ambang genting, hubungan antara gentian diatur semula dengan pantas. Setiap penyambungan semula melepaskan tegangan setempat sebagai gugus gelombang, haba, atau aliran pada skala yang lebih besar.

II. Organisasi berhierarki: tiga aras daripada mikro ke makro

• Aras mikro: segmen gentian dan gelung kecil
  Segmen cenderung berhimpun dan cuba menutup menjadi pintalan kecil. Oleh sebab tekanan–tegangan yang kuat di teras serta gangguan luar yang padat, kebanyakan percubaan menjadi tidak stabil hampir serta-merta. Pintalan ini wujud singkat sebagai zarah tidak stabil sebelum terlerai.
• Aras meso: jalur yang terlaras oleh ricih
  Riak pada aras mikro ditarik dan diluruskan mengikut satu arah oleh ricih, lalu tersusun sebagai jalur. Di antara jalur wujud permukaan gelincir yang nipis, tempat tegangan berulang kali disimpan dan dilepaskan.
• Aras makro: unit olakan deras
  Banyak jalur bergabung membentuk unit olakan yang lebih besar. Unit ini bergerak perlahan, bergabung dan berpisah, sambil menentukan rentak keseluruhan dan agihan tenaga teras.

Ketiga-tiga aras ini saling berkait. Pintalan yang gagal pada aras mikro membekalkan bahan dan gangguan kepada aras meso. Jalur tersusun pada aras meso menjadi rangka untuk olakan aras makro. Aliran balik dan pengecutan pada aras makro pula menekan tenaga turun semula ke skala kecil, melengkapkan satu kitaran ulang-alik merentas skala.

III. Peranan zarah tidak stabil: terhasil, terlerai, dan mengocak semula

• Penghasilan berterusan
  Ketumpatan tinggi dan tegangan tinggi sentiasa menolak segmen ke arah pintalan. Banyak pintalan yang baru terbentuk sudah pun hampir pada hadnya, lalu hanya sempat wujud sejenak sebagai zarah tidak stabil.
• Peleraian pantas
  Mampatan dari luar terus meningkat, penyelarasan dalaman menjadi perlahan akibat tegangan tinggi, manakala persekitaran dipenuhi gugus gelombang yang tidak sefasa. Gabungan faktor ini menyebabkan keruntuhan yang cepat.
• Suntikan gangguan latar
  Peleraian memancarkan gangguan jalur lebar beramplitud rendah ke seluruh medium. Teras menyerap dan menguatkannya, lalu menjadikannya sumber kocakan yang baharu.
• Maklum balas positif
  Lebih banyak zarah tidak stabil terhasil, lebih banyak gangguan latar disuntik; apabila gangguan latar menguat, pintalan yang baru lahir lebih mudah ditembusi dan hancur. Dengan demikian, keadaan mendidih mengekalkan dirinya sendiri.

Intinya: teras bukan “tanpa pintalan”, tetapi “pintalan sentiasa diusahakan dan sentiasa diuraikan”. Peleraian zarah tidak stabil bukanlah bunyi sampingan; ia merupakan salah satu bahan bakar utama yang mengekalkan pendidihan teras.

IV. Kitaran bahan: menghela gentian, memulangkan gentian, dan menyusun semula struktur

• Menghela gentian: Kenaikan tegangan setempat bersama pengepaduan geometri menarik bahan dalam lautan menjadi segmen gentian yang lebih teratur.
• Memulangkan gentian: Segmen yang melepasi ambang ketahanan akan mengendur semula menjadi komponen lautan yang lebih merata.
• Penyusunan semula: Ricih dan penyambungan semula sentiasa menulis semula cara gentian berhubung. Laluan baharu terbuka, laluan lama tertutup, dan rupa keseluruhan beranjak perlahan dari semasa ke semasa.
• Dua keadaan yang wujud bersama: Teras sentiasa terdiri daripada dua komponen: aliran yang lebih sehala dan lebih padu bertindak sebagai rangka, serta gangguan latar yang tidak teratur dan berjalur lebar bertindak sebagai “haba”. Kedua-duanya saling mengimbang dan bersama-sama menentukan keplastikan sekelip mata sistem.

V. Perakaunan tenaga: simpan, lepaskan, dan pindahkan dalam gelung tertutup

• Penyimpanan: Kelengkungan dan pintalan memerangkap tegangan dalam geometri gentian sebagai “tenaga bentuk”. Jalur yang terlaras oleh ricih bertindak seperti spring—semakin ditarik semakin tegang.
• Pelepasan: Penyambungan semula membuka kunci tenaga bentuk menjadi gugus gelombang dan haba. Peleraian pintalan yang gagal turut melepaskan tenaga, menyuap semula gangguan latar.
• Pemindahan: Tenaga berulang-alik merentas skala. Gugus gelombang berskala kecil menyatu ke dalam jalur; aliran balik berskala besar menekan tenaga turun ke skala kecil semula.
• Gelung tertutup: Tiga langkah—simpan, lepaskan, pindahkan—berulang tanpa henti, membolehkan teras kekal aktif tanpa perlu suapan luar yang berterusan. Suapan luar mungkin menguatkan gelung ini, tetapi bukan syarat wajib untuk kelangsungannya.

VI. Ciri masa: sela-sela, ingatan, dan pemulihan

• Sela-sela: Penyambungan semula dan peleraian tidak berlaku pada kadar malar, tetapi meletus secara berkumpulan.
• Ingatan: Selepas satu peristiwa yang kuat, paras gangguan latar kekal tinggi untuk suatu tempoh, menjadikan pintalan yang baharu lebih mudah gagal.
• Pemulihan: Apabila suapan luar melemah, jalur yang terlaras oleh ricih beransur-ansur kembali ke tahap tegangan yang lebih rendah dan gangguan latar menurun, walaupun jarang sekali kembali ke sifar.

VII. Ringkasnya

Teras berfungsi seperti sebuah “pengacau” yang menyara dirinya sendiri. Gentian sentiasa cuba berpintal dan sentiasa diuraikan. Jalur ricih dan titik kilat penyambungan semula silih berganti merentas pelbagai skala, membolehkan tegangan disimpan, dilepaskan, dan dipindahkan secara berkitar. Peleraian berterusan zarah tidak stabil menyalurkan gangguan latar tanpa henti—ia sekaligus hasil daripada pendidihan dan sebab pendidihan itu berpanjangan.